有机高分子类功能材料

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1、4.1高吸水性树脂4.2感光性高分子材料简介4.3导电性高分子材料简介4.4磁性高分子材料简介4.5具有分离功能的高分子材料4.6生物医用高分子材料简介4.7药用高分子材料简介第四章有机高分子类功能材料简介4.1高吸水性树脂4.1.1概述★高吸水性树脂是一种交联密度很低、不溶于水、高水膨胀性的功能性高分子材料。4.1.2高吸水性树脂的结构与吸水性机理高吸水性树脂聚合物是一类分子中含有极性基团并具有一定交联度的功能高分子，是由化学交联和聚合物分子链间的相互缠绕物理交联构成的三维网络结构。其结构如图示：交

2、联密度低，水分子容易渗入树脂中使树脂膨胀，进一步亲水而凝胶化，成为高吸水性的状态。但是交联度不能太低，否则就会溶解于水，因此在不溶于水的情况下处于最低交联度的树脂有可能是高吸水性树脂。★吸水性机理高分子树脂的极性基团则大多是羧基、酰胺基、氨基，磺酸基、磷酸基，亚磺酸基等亲水性基团或者是这些基团的共聚体。高吸水性聚合物吸水前，高分子链相互缠绕在一起；吸水后，聚合物可以看成是高分子电解质组成的离子网络和水的构成物。在这种离子网络中，存在可以移动离子对，它们是由高分子电解质离子组成的。吸水前后比较吸水前吸水

3、后图中圆点表示极性集团4.1.3高吸水性树脂的分类１．按原料来源分为:淀粉系、纤维素系、合成聚合物树脂系、蛋白质系、其它天然物及其衍生物系和共混合物及复合物系六大系列。２．按亲水类型分为:亲水性单体的聚合反应、疏水性聚合物的羧甲基化反应、疏水性聚合物接枝聚合亲水性单体反应和含腈基、酯基、酰胺基的高分子水解反应四类。3．按交联的方法分为:用交联剂进行网状化反应、自交联网状化反应、放射性网状化反应和水溶性聚合物导入疏水基或结晶结构反应。1）高吸水性树脂的合成路线一是高分子接枝合成反应；包括高分子的接枝共聚

4、反应和侧基反应。它是合成吸水性树脂的主要方法，可以得到支链的吸水剂。二是聚合物的交联反应。4.1.4高吸水性树脂的合成2）高吸水性树脂的合成工艺实施聚合反应及高分子化学反应的主要方法有均相体系法和非均相体系法。均相体系法完全均相体系的反应(丙烯酸类单体的聚合在水解之前或者交联之前的化学反应均可以采用均相聚合反应)不完全均相聚合反应或不完全均相高分子化学反应(像丙烯酸水溶液聚合同时进行交联的反应就属这一类)非均相体系法指的是反应物及其介质不是均相的，而是两相或者是多相的系统。非均相体系法有气-液相体系、

5、气-固相体系、液-液相体系、液-固相体系、固-固相体系及多相体系等。其中如悬浮聚合、悬浮高分子化学反应、乳液聚合等等都是一些常用的方法。4.1.5高吸水性树脂的应用（一）农林方面的应用：土壤保湿、无土栽培；（二）生理卫生方面的应用：尿不湿、卫生巾；（三）石油开采方面的应用：密封、堵漏材料；（四）在生物医药上的应用：药物控制释放；（五）在环境保护上的应用：回收重金属离子；（六）其他方面的应用：食品保鲜、保冷剂等。高吸水性树脂具有吸水性、保水性、对外界刺激的应答性。大体分为以下几方面的应用：感光性高分子是

6、指吸收了光能后能在分子内或分子间产生化学、物理变化的一类功能高分子材料。按其输出功能，感光性高分子包括光导电材料、光电转换材料、光能储存材料、光记录材料、光致变色材料和光致抗蚀材料等。4.2感光性高分子材料简介4.2.1光致抗蚀材料和光致诱蚀材料光致抗蚀材料:高分子材料经光照辐射后，分子结构从线型可溶性转变为网状不可溶的，从而产生了对溶剂的抗蚀能力。如聚乙烯醇肉桂酸酯光致诱蚀材料：当高分子材料受光照辐射后，感光部分发生光分解反应，从而变为可溶性。如邻重氮醌类化合物。4.2.2光致变色高分子材料在高分子

7、的侧链上引入可逆的变色基团，当受到光照时，基团的化学结构发生变化使其对可见光的吸收波长不同，因而产生颜色的变化，在停止光照后又能回复原来颜色或者用不同波长的光照射能呈现不同颜色等。如硫代缩氨基脲衍生物与Hg2+络合物是化学分析上应用的灵敏显色剂。在聚丙烯酸类高分子侧链上引入这种硫代缩氨基脲汞的基团，则在光照时由于发生了氢原子转移的互变异构变化，使颜色由黄红色变为蓝色。应用光致变色材料用途极其广泛，可制成各种光色护目镜以防止阳光、电焊弧光、激光等对眼睛的损害，作为窗玻璃或窗帘的涂层，可以调节室内光线，在

8、军事上可作为伪装隐蔽色，以及在国防动态图形显示新技术中作为贮存信息等。★电功能高分子材料主要包括导电高分子材料、超导高分子材料、光电导高分子、压电高分子、声电高分子、热电高分子等等。导电高分子材料是指电导率在半导体和导体范围内的高分子材料。按导电原理分为复合型和结构型两大类。结构型导电高分子是指那些分子结构本身能提供载流子从而显示‘固有”导电性的高分子材料。复合型导电高分子是以绝缘聚合物作基体，与导电性物质(如炭黑、金属粉等)通过各种复合方法而制得的材料